JP2006350641A - Parallel line detection method and parallel line detector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、カメラで撮影した映像を用いて、白線や路肩など、車両の進行方向と平行な直線を認識する平行線検出方法、平行線検出装置に関する。 The present invention relates to a parallel line detection method and a parallel line detection apparatus for recognizing a straight line parallel to a traveling direction of a vehicle, such as a white line or a road shoulder, using an image captured by a camera.
近年の車両には動画が撮影可能なカメラが搭載されていることが多い。そして、このカメラで撮影した映像から、車外の情報を取得し、運転手に必要な情報を提供したり、車両の制御に役立てる処理が提案されている。 Many vehicles in recent years are equipped with a camera capable of shooting moving images. And the process which acquires the information outside a vehicle from the image | video image | photographed with this camera, provides a driver | operator with required information, or is useful for vehicle control is proposed.
このような処理の一つとして、白線の認識処理が挙げられる。ここでの白線は、例えば中央線や路肩を示す白線であり、この認識処理は、例えば車両の自動運転には非常に重要なものである。 One example of such processing is white line recognition processing. The white line here is, for example, a white line indicating a center line or a road shoulder, and this recognition processing is very important, for example, for automatic driving of a vehicle.
この白線を認識するものとして、特許文献1がある。この特許文献1には、時間Δtごとに白線データD4を取得することで、白線を推定したり、GPSを用いる実施形態が開示されている。また、白線を認識する他のものとして、ハフ変換を用いたものもある。
しかしながら、特許文献1に開示されている白線推定手段では、推定した白線の正確性が十分とはいえない。また、ハフ変換を用いる白線の認識では、角度と位置の2次元空間での探索が必要であり、処理時間がかかるという問題点がある。
However, the white line estimation means disclosed in
本発明はこのような問題点に鑑み、車両の進行方向と平行な直線を正確に検出し、検出にかかる処理時間を低減した平行線検出方法、平行線検出装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a parallel line detection method and a parallel line detection device that accurately detect a straight line parallel to the traveling direction of the vehicle and reduce the processing time required for detection. .
上記課題を解決するために、本発明は、撮影された車外の映像を用いて、車両の進行方向と平行な直線を検出する平行線検出装置であって、前記映像におけるオプティカルフロー発生点を検出する発生点検出手段と、前記映像におけるエッジ点を検出するエッジ点検出手段と、前記エッジ点と前記オプティカルフロー発生点とを結ぶ直線である第1の直線と、予め定められた直線である第2の直線とがなす角度を計算する角度計算手段と、前記角度の分布に基づき、前記第1の直線の中から平行線を検出する平行線検出手段とを有することを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is a parallel line detection device that detects a straight line parallel to the traveling direction of a vehicle using a photographed image outside the vehicle, and detects an optical flow occurrence point in the image. Generating point detecting means, edge point detecting means for detecting an edge point in the video, a first straight line that is a straight line connecting the edge point and the optical flow generating point, and a first straight line that is predetermined. An angle calculating means for calculating an angle formed by the two straight lines; and a parallel line detecting means for detecting a parallel line from the first straight line based on the distribution of the angles.
また、上記課題を解決するために、本発明は、前記平行線検出手段は、前記角度の分布数において極大となっている極大角度を検出し、前記極大角度のうち、その分布数が所定の閾値を超えている極大角度を取得し、前記取得された角度をなす第1の直線を平行線として検出することを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problem, the present invention is directed to the parallel line detecting means that detects a maximal angle that is maximal in the number of distributions of the angle, and the distribution number of the maximal angle is a predetermined number. A maximum angle exceeding a threshold value is acquired, and the first straight line forming the acquired angle is detected as a parallel line.
また、上記課題を解決するために、本発明は、前記平行線検出手段は、前記角度の分布数において極大となっている極大角度を検出し、前記極大角度のうち、その分布数が大きい順に、予め定められた個数の極大角度を取得し、前記取得された角度をなす第1の直線を平行線として検出することを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problem, the present invention is directed to the parallel line detecting means that detects a maximal angle that is maximal in the number of distributions of the angle, and among the maximal angles, the distribution number is in descending order. A predetermined number of maximum angles are acquired, and the first straight line forming the acquired angle is detected as a parallel line.
また、上記課題を解決するために、本発明は、撮影された車外の映像を用いて、車両の進行方向と平行な直線を検出する平行線検出方法であって、前記映像におけるオプティカルフロー発生点を検出する発生点検出段階と、前記映像におけるエッジ点を検出するエッジ点検出段階と、前記エッジ点と前記オプティカルフロー発生点とを結ぶ直線である第1の直線と、予め定められた直線である第2の直線とがなす角度を計算する角度計算段階と、前記角度の分布に基づき、前記第1の直線の中から平行線を検出する平行線検出段階とを有することを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention provides a parallel line detection method for detecting a straight line parallel to the traveling direction of a vehicle using a photographed image outside the vehicle, and an optical flow generation point in the image A generation point detection step of detecting the edge point, an edge point detection step of detecting an edge point in the video, a first straight line that is a straight line connecting the edge point and the optical flow generation point, and a predetermined straight line An angle calculation step of calculating an angle formed with a second straight line, and a parallel line detection step of detecting a parallel line from the first straight line based on the distribution of the angle.
また、上記課題を解決するために、本発明は、前記平行線検出段階は、前記角度の分布数において極大となっている極大角度を検出し、前記極大角度のうち、その分布数が所定の閾値を超えている極大角度を取得し、前記取得された角度をなす第1の直線を平行線として検出することを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problem, in the present invention, the parallel line detection step detects a maximal angle that is maximal in the number of distributions of the angle, and the number of distributions among the maximal angles is a predetermined number. A maximum angle exceeding a threshold value is acquired, and the first straight line forming the acquired angle is detected as a parallel line.
また、上記課題を解決するために、本発明は、前記平行線検出段階は、前記角度の分布数において極大となっている極大角度を検出し、前記極大角度のうち、その分布数が大きい順に、予め定められた個数の極大角度を取得し、前記取得された角度をなす第1の直線を平行線として検出することを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problem, in the present invention, the parallel line detection step detects a maximal angle that is maximal in the number of distributions of the angle, and the distribution number among the maximal angles is in descending order. A predetermined number of maximum angles are acquired, and the first straight line forming the acquired angle is detected as a parallel line.
本発明によれば、車両の進行方向と平行な直線を正確に検出し、検出にかかる処理時間を低減した平行線検出方法、平行線検出装置を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the parallel line detection method and parallel line detection apparatus which detected the straight line parallel to the advancing direction of a vehicle correctly, and reduced the processing time concerning a detection can be provided.
以下、本発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。なお、本実施の形態における直線は線分を含むものとする。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the straight line in this Embodiment shall include a line segment.
まず最初に本実施の形態における平行線検出方法の概要について説明する。図1は、撮影された車外の映像を示す図である。この映像には、オプティカルフロー発生点10(以下、発生点と記すことがある)と、直線11、12、13、14が示されている。直線11は、ガードレールが映し出されたことによる直線である。直線12、14は、路肩であることを示す白線が映し出されたことによる直線である。直線13は、中央線が映し出されたことによる直線である。いずれの直線11、12、13、14も車両の進行方向と平行な直線である。
First, an outline of the parallel line detection method in the present embodiment will be described. FIG. 1 is a view showing an image taken outside the vehicle. In this video, an optical flow generation point 10 (hereinafter sometimes referred to as a generation point) and
このような車両の進行方向と平行な直線を延長したものは、図2に示されるように発生点10を含むことが知られている。そこで、この映像を、図3に示されるようなxy座標上で表現する。この図3の場合のxy座標は、説明を分かりやすくするために、直線12と発生点10にのみ着目したものである。
It is known that an extension of a straight line parallel to the traveling direction of such a vehicle includes a
このxy座標において、x軸とのなす角度を計算する対象となる直線は、映像におけるエッジ点と発生点10とを結ぶ直線である。この直線は第1の直線に対応している。エッジ点は、白線や立木などが映し出された映像において、白線や立木のふちがなす点が主なものである。
In the xy coordinates, a straight line that is a target for calculating an angle with the x-axis is a straight line that connects the edge point and the
この図3においては、発生点10の座標を(a,b)とし、直線12上の任意の点15の座標を(c,d)とする。点20、21は、立木が映し出された映像におけるエッジ点とする。直線12は、映し出された白線のエッジ点の集合とする。
In FIG. 3, the coordinates of the
さらに、直線12とx軸(y=0)とがなす角度をθとする。また、点20または点21と発生点10とを結ぶ直線と、x軸とがなす角度を、ぞれぞれφ、ρとする。このy=0は、第2の直線に対応する。
Furthermore, an angle formed by the
この場合、直線12上の全ての点と発生点10とを結ぶ直線(すなわち直線12)と、x軸とがなす角度がθであるので、図4に示されるように、θの分布数はφやρの分布数と比較して多いといえる。よって、分布数が多い角度をなす直線が平行線といえる。なお、図4は、図2における角度の分布数を示すものである。図2には、4つの直線が描かれているので、4つの極大値が示されている。
In this case, since the angle formed by the straight line connecting all the points on the
以上が本実施の形態における平行線検出方法の概要である。以下、平行線検出方法を実行する平行線検出装置と、平行線検出装置における処理について説明する。なお、以下の説明において、エッジ点とオプティカルフロー発生点とを結ぶ直線を、単に直線Lと表現することがある。 The above is the outline of the parallel line detection method in the present embodiment. Hereinafter, a parallel line detection apparatus that executes the parallel line detection method and processing in the parallel line detection apparatus will be described. In the following description, a straight line connecting an edge point and an optical flow generation point may be simply expressed as a straight line L.
図5は、車外を撮影するカメラ31と、平行線検出装置30との車両における位置を示す図である。カメラ31は、車両の前方を撮影可能なように取り付けられ、撮影した映像を平行線検出装置30に送信する。平行線検出装置30は、例えばECUに組み込まれ、カメラ31が送信した映像から平行線を検出する。なお、車両後方における平行線を検出したい場合には、車両後方が撮影可能な位置にカメラを設置する。
FIG. 5 is a diagram illustrating the positions of the
次に、図6を用いて平行線検出装置30のブロック図について説明する。平行線検出装置30は、発生点検出部51と、エッジ点検出部52と、角度計算部53と、平行線検出部34とで構成される。この平行線検出装置30は、ソフトウェアである上記各部を動作させるためのCPUと、プログラムが格納されたROMと、プログラムやデータが展開されるRAMなどを有する。
Next, a block diagram of the parallel
発生点検出部51は、カメラから映像が入力され、この映像におけるオプティカルフロー発生点を検出する。エッジ点検出部52は、カメラから映像が入力され、この映像におけるエッジ点を検出する。角度計算部53は、発生点検出部51から取得したオプティカルフロー発生点とエッジ点検出部52から取得した各エッジ点から、直線Lを求める。この各エッジ点に対応する直線Lと、予め定められた直線とがなす角度を角度計算部53は計算する。
The generation
なお、予め定められた直線はいかなる直線でもよいが、角度を計算する際には全ての直線Lに対して同一の直線を用いる。上述した図3において、予め定められた直線はy=0であった。 The predetermined straight line may be any straight line, but when calculating the angle, the same straight line is used for all the straight lines L. In FIG. 3 described above, the predetermined straight line is y = 0.
ここで、上記角度計算部53の角度計算方法例を、図3の場合を例にして説明する。角度計算部53は、(b−d)/(a−c)を計算する。この計算により求まる値は、直線12の傾きである。したがって、(b−d)/(a−c)=tanθを満たすθを求めることで、角度を計算することができる。逆正接を求める関数は、C言語などの高級言語であれば標準関数として備わっている。
Here, an example of the angle calculation method of the
以上説明した角度計算方法例に示されるように、結果として直線Lとy=0とがなす角度が計算される。 As shown in the angle calculation method example described above, as a result, the angle formed by the straight line L and y = 0 is calculated.
次に、平行線検出部34について説明する。平行線検出部34は、角度の分布に基づき、直線Lの中から平行線を検出する。そして、平行線検出部34は、平行線に関する平行線情報を出力する。この平行線情報は、平行線を特定できればよいので、例えばxy座標における平行線のy切片と、角度計算部が計算した角度との2つの情報で構成するようにしてもよい。この平行線情報は、上述したように、車両の自動運転などに用いることができる。 Next, the parallel line detector 34 will be described. The parallel line detector 34 detects a parallel line from the straight line L based on the distribution of angles. And the parallel line detection part 34 outputs the parallel line information regarding a parallel line. Since the parallel line information only needs to be able to identify the parallel line, for example, the parallel line information may be composed of two pieces of information of the y-intercept of the parallel line in the xy coordinates and the angle calculated by the angle calculation unit. As described above, the parallel line information can be used for automatic driving of the vehicle.
平行線の検出方法には2種類ある。まず1つめの方法は、平行線検出部34が角度の分布数において極大となっている極大角度を検出し、これらの極大角度のうち、その分布数が所定の閾値を超えている極大角度を取得し、取得された角度をなす直線Lを平行線として検出する方法である。この方法によれば、検出される平行線の本数は不定となるが、すべての平行線を検出できる可能性が高い。 There are two types of parallel line detection methods. In the first method, the parallel line detection unit 34 detects a maximum angle at which the number of angular distributions is maximum, and among these maximum angles, the maximum angle at which the number of distributions exceeds a predetermined threshold is determined. This is a method of acquiring and detecting a straight line L forming the acquired angle as a parallel line. According to this method, the number of detected parallel lines is indefinite, but there is a high possibility that all parallel lines can be detected.
次に2つめの方法は、平行線検出部34が、角度の分布数において極大となっている極大角度を検出し、極大角度のうち、その分布数が大きい順に、予め定められた個数の極大角度を取得し、取得された角度をなす直線Lを平行線として検出する方法である。この方法によれば、検出される平行線の本数の上限は確定するが、すべての平行線を検出できる可能性が低くなる。しかしながら、通常、車両は2本の白線の間を走行するので、予め定められた個数を2個から3個と定めておくと、有効な白線のみを検出できる可能性が高い。 Next, in the second method, the parallel line detection unit 34 detects the maximum angle that is the maximum in the number of distributions of the angle, and the maximum number of maximums in the order of the distribution number among the maximum angles. This is a method of acquiring an angle and detecting a straight line L forming the acquired angle as a parallel line. According to this method, the upper limit of the number of detected parallel lines is determined, but the possibility that all parallel lines can be detected is reduced. However, since the vehicle normally travels between two white lines, if the predetermined number is determined to be two to three, there is a high possibility that only effective white lines can be detected.
次に、平行線検出装置の処理を、図7のフローチャートを用いて説明する。このフローチャートは、平行線検出装置に映像が入力されてから平行線を検出するまでの処理を示すフローチャートである。 Next, the processing of the parallel line detection apparatus will be described using the flowchart of FIG. This flowchart is a flowchart showing a process from when an image is input to the parallel line detection apparatus to when a parallel line is detected.
ステップS101で、発生点検出部は、映像からオプティカルフロー発生点を検出する。次に、ステップS102で、エッジ点検出部は、映像から各エッジ点を検出する。ステップS103で、角度計算部53は、オプティカルフロー発生点と、各エッジ点を結ぶ直線と、x軸とがなす角度を計算する。そして、ステップS104で、平行線検出部は、角度の分布に基づき、直線Lの中から平行線を検出する。
In step S101, the generation point detection unit detects an optical flow generation point from the video. Next, in step S102, the edge point detection unit detects each edge point from the video. In step S103, the
以上説明したように、本実施の形態における平行線検出方法は、ハフ変換を用いた場合と比較して、非常に少ない計算量のため、検出にかかる処理時間を低減させることができ、正確に白線などの車両の進行方向と平行な直線を検出することができる。 As described above, the parallel line detection method in the present embodiment can reduce the processing time required for detection because the calculation amount is very small compared to the case where the Hough transform is used. A straight line parallel to the traveling direction of the vehicle, such as a white line, can be detected.
10 オプティカルフロー発生点
11、12、13、14 直線
15、20、21 点
30 平行線検出装置
31 カメラ
51 発生点検出部
52 エッジ点検出部
53 角度計算部
54 平行線検出部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記映像におけるオプティカルフロー発生点を検出する発生点検出手段と、
前記映像におけるエッジ点を検出するエッジ点検出手段と、
前記エッジ点と前記オプティカルフロー発生点とを結ぶ直線である第1の直線と、予め定められた直線である第2の直線とがなす角度を計算する角度計算手段と、
前記角度の分布に基づき、前記第1の直線の中から平行線を検出する平行線検出手段と
を有することを特徴とする平行線検出装置。 A parallel line detection device that detects a straight line parallel to the traveling direction of the vehicle using a photographed image outside the vehicle,
Generation point detecting means for detecting an optical flow generation point in the video;
Edge point detection means for detecting an edge point in the video;
Angle calculation means for calculating an angle formed by a first straight line that is a straight line connecting the edge point and the optical flow generation point, and a second straight line that is a predetermined straight line;
A parallel line detection device comprising: parallel line detection means for detecting a parallel line from the first straight line based on the distribution of the angles.
前記極大角度のうち、その分布数が所定の閾値を超えている極大角度を取得し、
前記取得された角度をなす第1の直線を平行線として検出することを特徴とする請求項1に記載の平行線検出装置。 The parallel line detection means detects a maximum angle that is a maximum in the number of distributions of the angle,
Among the maximum angles, obtain a maximum angle whose distribution number exceeds a predetermined threshold,
The parallel line detection apparatus according to claim 1, wherein the first straight line forming the acquired angle is detected as a parallel line.
前記極大角度のうち、その分布数が大きい順に、予め定められた個数の極大角度を取得し、
前記取得された角度をなす第1の直線を平行線として検出することを特徴とする請求項1に記載の平行線検出装置。 The parallel line detection means detects a maximum angle that is a maximum in the number of distributions of the angle,
Among the maximum angles, a predetermined number of maximum angles are acquired in descending order of the number of distributions,
The parallel line detection apparatus according to claim 1, wherein the first straight line forming the acquired angle is detected as a parallel line.
前記映像におけるオプティカルフロー発生点を検出する発生点検出段階と、
前記映像におけるエッジ点を検出するエッジ点検出段階と、
前記エッジ点と前記オプティカルフロー発生点とを結ぶ直線である第1の直線と、予め定められた直線である第2の直線とがなす角度を計算する角度計算段階と、
前記角度の分布に基づき、前記第1の直線の中から平行線を検出する平行線検出段階と
を有することを特徴とする平行線検出方法。 A parallel line detection method for detecting a straight line parallel to the traveling direction of the vehicle using a photographed image outside the vehicle,
A generation point detection stage for detecting an optical flow generation point in the video,
An edge point detecting step for detecting an edge point in the video;
An angle calculation step of calculating an angle formed by a first straight line that is a straight line connecting the edge point and the optical flow generation point and a second straight line that is a predetermined straight line;
A parallel line detecting step of detecting a parallel line from the first straight line based on the distribution of the angles.
前記極大角度のうち、その分布数が所定の閾値を超えている極大角度を取得し、
前記取得された角度をなす第1の直線を平行線として検出することを特徴とする請求項4に記載の平行線検出方法。 The parallel line detection step detects a maximum angle that is a maximum in the number of distributions of the angle,
Among the maximum angles, obtain a maximum angle whose distribution number exceeds a predetermined threshold,
The parallel line detection method according to claim 4, wherein the first straight line forming the acquired angle is detected as a parallel line.
前記極大角度のうち、その分布数が大きい順に、予め定められた個数の極大角度を取得し、
前記取得された角度をなす第1の直線を平行線として検出することを特徴とする請求項4に記載の平行線検出方法。 The parallel line detection step detects a maximum angle that is a maximum in the number of distributions of the angle,
Among the maximum angles, a predetermined number of maximum angles are acquired in descending order of the number of distributions,
The parallel line detection method according to claim 4, wherein the first straight line forming the acquired angle is detected as a parallel line.
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2005
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